SU976507A1 - Method of non-destructive testing of bulk charge in dielectric materials - Google Patents
Method of non-destructive testing of bulk charge in dielectric materials Download PDFInfo
- Publication number
- SU976507A1 SU976507A1 SU813287531A SU3287531A SU976507A1 SU 976507 A1 SU976507 A1 SU 976507A1 SU 813287531 A SU813287531 A SU 813287531A SU 3287531 A SU3287531 A SU 3287531A SU 976507 A1 SU976507 A1 SU 976507A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- charge
- properties
- signal
- excitation
- dielectric materials
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
1one
Изобретение относитс к технике измерени электрического зар да в диэлек-. трических материалах и может быть использовано в электротехнической и радиоэлектронной промьплленности, а также в научно-исследовательских и заводских лаборатори х дл неразрушающего контрол внутренних электростатических зар дов в диэлектриках и разработку способов борьбы с вредными их про влени ми.The invention relates to a technique for measuring electrical charge in dielectric. They can also be used in electrical and electronic industries, as well as in research and production laboratories for non-destructive testing of internal electrostatic charges in dielectrics and the development of methods to combat their harmful effects.
Известен способ неразрущаюшего контрол объемного зар да, основанный на измерении распределени пол или потенциала в объеме материала и последующем вычислении распределени зар да по формуле электростатики 1 .There is a method of non-destructive control of volume charge, based on measuring the distribution of the field or potential in the bulk of the material and then calculating the distribution of the charge using the electrostatic formula 1.
Однако при этом необходимо знание параметров диэлектрика, в частности диэлектрической проницаемости, которые должны измер тьс дополнительно. Это затрудн ет контроль распределени зар да и снижает его точность.However, this requires knowledge of the parameters of the dielectric, in particular the dielectric constant, which must be measured additionally. This makes it difficult to control the distribution of charge and reduces its accuracy.
Наиболее близким к предложенному вл етс способ неразрушающего контрол объемного электрического зар да в диэлектрических материалах путем приложени к электродам, наложенным на исследуемый материал, сигнала возбуждени и измерени выходного сигнала, характеризующего реакцию материала на указанное возбуждение 2 .Closest to the proposed method is a non-destructive testing of volumetric electric charge in dielectric materials by applying to the electrodes superimposed on the material under study an excitation signal and measuring the output signal characterizing the response of the material to the specified excitation 2.
Однако и этот способ не обеспечивает высокой точности контрол , так как пл его реализации также необходимо However, this method does not provide high accuracy of control, since its implementation is also necessary
10 знать диэлектрические свойства исследуемого материала, измерить которые не всегда удаетс , а задание их по аналогии дает значительные ошибки в определении зар да.10 know the dielectric properties of the material under study, which cannot always be measured, and setting them by analogy gives significant errors in determining the charge.
1515
Цель изобретени - повыщение точности контрол .The purpose of the invention is to increase the accuracy of the control.
Эта цель достигаетс тем, что согласно способу неразрушающего контрол This goal is achieved by the fact that according to the method of non-destructive testing
20 объемного электрического зар да в диэлектрических материалах путем приложени к электродам J наложенным на исследуемый материал, сигнала возб ждени 20 volumetric electric charge in dielectric materials by applying to the electrodes J superimposed on the material under study, an excitation signal
и измерени выходного сигнала, характеризующего реакцию материала на указанное возбуждение, используют в качестве сигнала возбуждени импульс напр жени межру электродами, создающий в области исследовани напр женность пол 10 --10®- длительностью 1( с ,а в качестве выходного сигнала - величину отклонений участков поверхности исследуемого материала от невозмущенного состо ни в различные моменты времени.and measuring the output signal characterizing the response of the material to the specified excitation, use a voltage pulse between the electrodes as the excitation signal, creating in the study area a field strength of 10 - 10®-duration 1 (s, and as the output signal the deviation of the sections the surface of the material under study from an unperturbed state at different times.
На фиг. 1 показано изменение во времени сигнала датчика продольных волн; на фиг. 2 - изменение во времени сигнала датчика поперечных волн в кристалле Li F при воздействии на него импульсом электрического пол .FIG. 1 shows the time variation of the longitudinal wave sensor signal; in fig. 2 - change in time of the signal sensor transverse waves in a crystal Li F when exposed to a pulse of an electric field.
Способ основан на том, что воздействие импульса электрического пол приводит к возникновению в объеме материала механического импульса, величина и распределение которого однозначно соответствует величине и распределению объемного зар да в образце. В результате этого в материале формируетс бегуща волна деформации, а на поверхности возникает механическое смещение, величина и измерение во времени которого описывают распределение зар да в объеме материала. Смещение на поверхности объекта контрол может быть преобразовано в электрический сигнал при помощи пьезодатчиков, размещенных на поверхности образца. Регистрацию электрического сигнала можно производить, например, осциллографически.The method is based on the fact that the impact of an electric field pulse leads to the appearance in the material volume of a mechanical pulse, the magnitude and distribution of which unambiguously correspond to the magnitude and distribution of the volume charge in the sample. As a result, a traveling deformation wave is formed in the material, and a mechanical displacement occurs on the surface, the magnitude and measurement in time of which describe the charge distribution in the bulk of the material. The displacement on the surface of the test object can be converted into an electrical signal using piezo sensors placed on the sample surface. The registration of an electrical signal can be performed, for example, by oscillography.
Чуствительность данного способа определ етс величиной и длительностью прилагаемого импульса внешнего пол ; пространственное разрешение определ етс длительностью импульса. Таким образом, минимальна длительность импульса с определ етс необходимостью достаточной чувствительности, а максимальна - 10 с - требованием достаточного пространственного разращени дл практически интересных размеров образцов (до 2,5-1О м) различных материалов. Максимальна величина внешнего пол определ етс напр жением пробо дл диэлектриков и не превышает 10 В/м; минимальна - 10 В/м должна быть достаточна дл определени распределени зар да в образцах больщого размера с необходимым разрешением .The sensitivity of this method is determined by the size and duration of the applied external field pulse; the spatial resolution is determined by the pulse duration. Thus, the minimum pulse duration c is determined by the need for sufficient sensitivity, and the maximum - 10 s - by the requirement of sufficient spatial expansion for practically interesting specimen sizes (up to 2.5-1 O m) of various materials. The maximum value of the external field is determined by the voltage of the dielectric breakdown and does not exceed 10 V / m; minimum - 10 V / m should be sufficient to determine the charge distribution in larger specimens with the required resolution.
Пример. Измер ют объемный электрический зар д в образце алюмолттриевого rpaiiaTa в виде пластины толщиной м. Необходимое пространственное разрешение составл ет 1О м. Амплитуда импульса внешнего электрического пол 1О В/м, При скорости звука в материале Ю м/с длительность импульса внешнего пол определ етс Example. The volumetric electric charge in the sample of alumoltrium rpaiiaTa in the form of a plate with thickness m is measured. The required spatial resolution is 1O m. The pulse amplitude of the external electric field is 1O V / m.
пространственным разрещением и равна с, В качестве датчиков деформации используетс кристалл ,. При этих услови х получена чувствительность измерени , равна Кл/м .spatial resolution and equal to c. A crystal is used as the strain sensors. Under these conditions, the measurement sensitivity obtained is equal to C / m.
5 Приме,р2. Образец полиметакри1лата имеет толщину 2,5-10 м. Пространственное разрешение принимаетс равным 0,25-10 м. При данном пространственном разрещении необходима дпи0 тельность импульса составл ет 10 с. При использовании в качестве датчика кристалла получени чувствительности 10 Кл/м требуетс амплитуда импульса внешнего электрического пол , равна 10 В/м.5 Example, p2. The sample of polymethacrylate has a thickness of 2.5-10 m. The spatial resolution is assumed to be 0.25-10 m. With this spatial resolution, the depth of the pulse is 10 s. When using a crystal receiving sensitivity of 10 C / m, the amplitude of the external electric field pulse is 10 V / m.
Особенностью данног способа вл етс то, что. при подаче импульса во; бужцени в образце генерируютс как .продольные, так и поперечные волны деформации. Следовательно, дл их регистрации можно использовать датчики деформации раст жени -сжати и датчики деформации сдвига. Таким образом, можно одновременно регистрировать распределение электрического зар да вдоль различных направлений в образце.A feature of this method is that. when a pulse is applied during; The boogens in the sample generate both longitudinal and transverse deformation waves. Therefore, for their registration, tensile strain strain sensors and shear strain sensors can be used. Thus, it is possible to simultaneously record the distribution of electric charge along different directions in the sample.
П р и м. е р 3. Кристалл LiF зар жен пучком электронов с энергией 1 МэВ. Дл создани внешнего импульса электрического пол используют генератор с длительностью импульса З-ЮЗ с и амплитуда Ю В, при этом создаетс напр женность электрического пол -10 В/м. Дл измерени акустическогоExample 3: A LiF crystal is charged with a 1 MeV electron beam. To generate an external impulse of an electric field, a generator with a pulse duration of 3–3.3 s and an amplitude of 10 V is used, and a voltage of -10 V / m is created. To measure the acoustic
сигнала датчик продольной волны размещаетс на той же поверхности, что и один из электродов возбуждени , датчик поперечной волны - на поверхности нормальной к плоскости электрода. В The signal of the longitudinal wave sensor is located on the same surface as one of the excitation electrodes, the transverse wave sensor is located on the surface normal to the plane of the electrode. AT
0 качестве датчика продольной волны0 as longitudinal wave sensor
используетс кристалл Ui МЪО(2 срез), датчика поперечной волны - L.iNbOj(X срез). Скорость продольных волн в материале составл ет 8-10 м/с (фиг. 1),Ui Mby crystal is used (2 cut), the transverse wave sensor is L.iNbOj (X cut). The velocity of the longitudinal waves in the material is 8-10 m / s (Fig. 1),
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813287531A SU976507A1 (en) | 1981-05-08 | 1981-05-08 | Method of non-destructive testing of bulk charge in dielectric materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813287531A SU976507A1 (en) | 1981-05-08 | 1981-05-08 | Method of non-destructive testing of bulk charge in dielectric materials |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU976507A1 true SU976507A1 (en) | 1982-11-23 |
Family
ID=20957779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU813287531A SU976507A1 (en) | 1981-05-08 | 1981-05-08 | Method of non-destructive testing of bulk charge in dielectric materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU976507A1 (en) |
-
1981
- 1981-05-08 SU SU813287531A patent/SU976507A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Imburgia et al. | Review of space charge measurement systems: Acoustic, thermal and optical methods | |
US4639669A (en) | Pulsed electromagnetic nondestructive test method for determining volume density of graphite fibers in a graphite-epoxy composite material | |
CN107449664B (en) | The method for measuring concrete absolute stress under uniaxial compression using scattered ultrasonic wave method | |
US5847562A (en) | Thickness gauging of single-layer conductive materials with two-point non linear calibration algorithm | |
Higo et al. | The general problems of AE sensors | |
Hole et al. | Measurement of space-charge distributions in insulators under very rapidly varying voltage | |
SU976507A1 (en) | Method of non-destructive testing of bulk charge in dielectric materials | |
Ivanova | Non-destructive monitoring of tensile of mild steel samples by magnetic Barkhausen and ultrasonic methods | |
CN104698297B (en) | Correction method for large-size coaxial cable insulation space charge measurement | |
Alquie et al. | Comparison of polarization distribution measurement by the LIMM and PWP methods | |
JP5123046B2 (en) | Relative permittivity / conductivity measuring apparatus and measuring method thereof | |
Kawamura et al. | Development of a high voltage sensor using a piezoelectric transducer and a strain gage | |
US4326417A (en) | Nondestructive acoustic electric field probe apparatus and method | |
Noras | Charge detection methods for dielectrics–Overview | |
RU1783453C (en) | Method of determination of electric intensity in plane of bulk of solid dielectric | |
US5193395A (en) | Method and apparatus for determination of material residual stress | |
Providakis et al. | An integrated approach for structural health monitoring of concrete structures based on electromechanical admittance and guided waves | |
SU1619152A1 (en) | Method and apparatus for checking and calibrating eddy-current inspection device | |
Slobodnik et al. | Subsurface cracks evaluation using pulsed eddy current and cross correlation | |
RU2009479C1 (en) | Non-destructive control method | |
SU1613941A1 (en) | Method of checking parameter of electric conducting layer | |
SU890274A1 (en) | Method of non-dectructive checking of electric field in solid dielectrics | |
RU2013782C1 (en) | Device for spatial distribution of electric charge in solid dielectrics | |
Kumar et al. | Design, development and irradiation testing of 3-channel preamplifier for ultrasonic NDT | |
SU888004A1 (en) | Concrete strength determining method |